本發(fā)明屬于液壓傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有波浪表面的容積式柱塞。

背景技術(shù)：

在液壓傳動(dòng)領(lǐng)域中，軸向柱塞泵因具有優(yōu)越的性能而被廣泛使用。軸向柱塞泵的工作原理是利用柱塞在缸體內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的容積變化來(lái)進(jìn)行吸油和排油。軸向柱塞泵因其結(jié)構(gòu)緊湊、工作壓力高、容積效率高，廣泛應(yīng)用于航空航天、工程機(jī)械、塑料機(jī)械、冶金、機(jī)床和農(nóng)業(yè)機(jī)械等領(lǐng)域。軸向柱塞泵是技術(shù)含量很高的一類(lèi)液壓泵，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，品種繁多，制造工藝復(fù)雜，加工要求高。在現(xiàn)今眾多液壓元件結(jié)構(gòu)、工藝等發(fā)展相對(duì)穩(wěn)定的情況下，軸向柱塞泵仍在結(jié)構(gòu)、材料、性能、壽命等方面不斷發(fā)展、完善。

在柱塞泵關(guān)鍵組成部件中，柱塞是柱塞泵正常運(yùn)行的重要零件，柱塞的性能對(duì)柱塞泵的工作效能和使用壽命有著重要的影響。因此，對(duì)柱塞結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)對(duì)改善柱塞泵的性能有著至關(guān)重要的作用。

傳統(tǒng)的柱塞都是實(shí)心結(jié)構(gòu)，重量較大，所需驅(qū)動(dòng)力也相應(yīng)增加，而且在制作工藝過(guò)程中，柱塞所使用的材料多，從而使其生產(chǎn)成本大幅增加。液壓柱塞泵的柱塞既要有好的整體剛度又要有小的質(zhì)量以減少轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣量，以往都是通過(guò)挖空整個(gè)柱塞體內(nèi)部，來(lái)實(shí)現(xiàn)減小柱塞的質(zhì)量，但是這樣會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題：柱塞中空部分與缸體圍成的容腔增大，在柱塞壓出行程終了時(shí)，柱塞底部腔內(nèi)仍殘存一些出口壓力的油液，在其進(jìn)入吸入行程時(shí)，會(huì)先開(kāi)始膨脹，壓力降至吸入壓力，這樣便損失一部分吸入容積，即為膨脹容積損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種重量小、容積效率高、節(jié)約材料并且能夠最小化摩擦造成的功率損失的具有波浪表面的容積式柱塞。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：該柱塞與缸體接觸的表面具有上端波狀表面和下端圓柱表面，上端波狀表面具有被標(biāo)準(zhǔn)圓柱形缸孔的內(nèi)表面限定的交替的波峰和波谷。波峰和波谷垂直于柱塞中心軸線(xiàn)的徑向定向并圍繞軸向方向旋轉(zhuǎn)整周間隔開(kāi)，整個(gè)圓周方向具有三個(gè)波峰與三個(gè)波谷，前一波峰與后一波峰圍繞柱塞通孔軸線(xiàn)方向旋轉(zhuǎn)120°均勻間隔開(kāi)，從而沿柱塞與缸體孔接觸表面的上端部整個(gè)圓周方向形成波形表面形狀，波峰與波谷的波動(dòng)幅值沿軸線(xiàn)方向變化，從波狀表面形式至圓柱表面逐漸減小，該柱塞沿軸線(xiàn)方向開(kāi)設(shè)有通孔，所述通孔為柱塞和滑靴提供靜壓支撐的油源，上端波狀表面波峰與下端圓柱表面外徑相同。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明的波狀表面結(jié)構(gòu)大大減少其質(zhì)量，減少運(yùn)轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)波峰與波谷能夠減少柱塞與缸體孔內(nèi)壁的摩擦，這降低了容積式柱塞泵的功率損失，減少了流體剪切而產(chǎn)生的熱量和粘性摩擦導(dǎo)致的扭矩?fù)p失。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明柱塞結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明柱塞的剖視圖；

圖3是本發(fā)明柱塞的剖視圖所處位置的示意圖；

圖中：1：柱塞端頭；2：波狀表面形式；3：圓柱表面形式；4：支承表面；5：波峰；6：波谷；7：通孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。

如圖1所示，一種具有波浪表面的容積式柱塞，該柱塞除了具有球窩結(jié)構(gòu)的柱塞端頭1之外還具有突出端支承表面4，上端波狀表面形式2具有波峰5與波谷6圍繞通孔軸線(xiàn)方向均勻旋轉(zhuǎn)分布，柱塞支承表面4由波浪形表面形式2的波峰5與圓柱表面形式3共同限定，下端的圓柱表面形式3與缸體孔緊密配合，并與波狀表面形式2的波峰5外徑相同。

如圖2所示，波峰5與相鄰波峰5圍繞柱塞通孔7軸線(xiàn)方向旋轉(zhuǎn)120°均勻間隔開(kāi)，其間相隔一個(gè)波谷6。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以?xún)?nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種具有波浪表面的容積式柱塞，屬于液壓傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。該柱塞與缸體接觸的表面具有上端波狀表面和下端圓柱表面，上端波狀表面具有被標(biāo)準(zhǔn)圓柱形缸孔內(nèi)表面限定的交替的波峰和波谷，前一波峰與后一波峰圍繞柱塞通孔軸線(xiàn)方向旋轉(zhuǎn)120°均勻間隔開(kāi)，波峰與波谷的波動(dòng)幅值沿軸線(xiàn)方向變化，波動(dòng)幅值從波狀表面形式至圓柱表面逐漸減小，上端波狀表面波峰與下端圓柱表面外徑相同。本發(fā)明的有益效果在于：柱塞具有重量輕、在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的慣量小、減少運(yùn)轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力、同時(shí)波峰與波谷能夠減少柱塞與缸體孔內(nèi)壁的摩擦等優(yōu)點(diǎn)，這降低了容積式柱塞泵的功率損失，減少了流體剪切而產(chǎn)生的熱量和粘性摩擦導(dǎo)致的扭矩?fù)p失。

技術(shù)研發(fā)人員：王曉晶;張夢(mèng)儉;劉美珍;陳帥;劉昊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.05
技術(shù)公布日：2017.11.10